Металлургический эффект

Металлургический эффект заключается в том, что многие легкоплавкие металлы (олово, свинец и др.) способны в расплавленном состоянии растворять некоторые тугоплавкие металлы (медь, серебро и др.). Полученный таким образом раствор обладает иными характеристиками, чем исходные материалы: большим электрическим сопротивлением и низкой температурой плавления.

Для ускорения плавления вставки при перегрузках и снижения общей температуры всей плавкой вставки при ее плавлении напаиваются небольшие оловянные шарики. При токах перегрузки, когда температура вставки достигает температуры плавления олова, шарик расплавляется и растворяет часть металла, на котором он напаян. Происходят местное увеличение сопротивления вставки и снижение температуры плавления металла в этом месте. Вставка перегорает в том месте, где был наплавлен оловянный шарик. При этом температура всей вставки оказывается намного ниже температуры плавления металла, из которого она выполнена. В номинальном режиме олово практически не влияет на температуру нагрева вставки. Такой способ получения требуемой время-токовой характеристики применяется в предохранителях на номинальный ток до 100А. При возрастании диаметра вставки влияние металлургического эффекта резко снижается и практически не сказывается.

Рассмотренные способы ускоренного перегорания вставки при токах пере­грузки и коротких замыканиях приводят существенному токоограничивающему эффекту. Плавкая вставка перегорает много раньше, чем ток в цепи короткого замыкания успевает достигнуть максимального значения. Разрушительное термическое и электродинамическое действие тока снижается пропорционально .

Наибольший ток, который плавкий предохранитель может отключить без каких-либо повреждений или деформаций, препятствующих его исправной дальнейшей работе после смены плавкой вставки, называют предельным током отключения предохранителя или током ПКС.

Гашение электрической дуги, возникающей после перегорания плавкой вставки, должно быть осуществлено максимально быстро. Время гашения дуги зависит от конструкции предохранителя и принятого способа дугогашения. В современных предохранителях с закрытыми патронами без наполнителя дуга гасится за счет высокого давления, возникающего в патроне вследствие появления дуги, а при наличии наполнителя – за счет интенсивного охлаждения дуги наполнителем и высокого давления, вызываемого дугой в узких каналах наполнителя. При этом гашение дуги происходит в ограниченном объеме патрона предохранителя. За пределы патрона не выбрасываются ни пламя дуги, ни ионизированные газы. Совершенная система дугогашения совместно с токоограничивающим действием вставки приводит к высокой отключающей способности плавких предохранителей (до 200 кА).